Хотя люди испытывают неблагоприятные симптомы при поражении этими патогенами, летучие мыши удивительно способны переносить вирусы и, кроме того, живут намного дольше, чем наземные млекопитающие аналогичного размера.
В чем секреты их долголетия и устойчивости к вирусам?
По мнению исследователей из Университета Рочестера, долголетие летучих мышей и их способность переносить вирусы могут быть связаны с их способностью контролировать воспаление, которое является признаком болезни и старения. В обзорной статье, опубликованной в журнале Cell Metabolism, исследователи, в том числе профессора биологии из Рочестера Вера Горбунова и Андрей Селуанов, описывают механизмы, лежащие в основе уникальных способностей летучих мышей, и то, как эти механизмы могут помочь в разработке новых методов лечения заболеваний у людей.
Почему летучие мыши «невосприимчивы» к вирусам?
Идея статьи возникла, когда Горбунова и Селуанов, состоящие в браке, были в Сингапуре в марте до того, как начались запреты на поездки из-за COVID-19.
Когда вирус начал распространяться и Сингапур был заблокирован, их поместили на карантин в доме своего коллеги Брайана Кеннеди, директора Центра здорового старения при Национальном университете Сингапура и соавтора статьи.
Трое ученых, эксперты по долголетию млекопитающих, заговорили о летучих мышах.
Считается, что SARS-CoV-2 возник у летучих мышей до того, как вирус был передан человеку. Хотя летучие мыши были переносчиками, похоже, на них вирус не подействовал. Еще один озадачивающий фактор: обычно продолжительность жизни вида коррелирует с его массой тела; чем мельче вид, тем короче его продолжительность жизни, и наоборот.
Однако продолжительность жизни многих видов летучих мышей составляет от 30 до 40 лет, что впечатляет для их размеров.
«Некоторое время нас интересовали вопросы долголетия и устойчивости к болезням у летучих мышей, но у нас не было времени сидеть и думать об этом», – говорит Горбунова, профессор биологии Дорис Джонс Черри из Рочестера. «Находясь в карантине, мы получили время обсудить это, и мы поняли, что может быть очень сильная связь между устойчивостью летучих мышей к инфекционным заболеваниям и их долголетием. Мы также поняли, что летучие мыши могут дать ключ к разгадке методов лечения людей, используемых для борьбы с болезнями."
Хотя были исследования иммунных ответов летучих мышей и исследования долголетия летучих мышей, до их статьи, «никто не объединил эти два явления», – говорит Селуанов.
Горбунова и Селуанов изучали продолжительность жизни и устойчивость к болезням у других исключительно долгоживущих животных, включая голых землекопов. Одна из распространенных тем в их исследованиях заключается в том, что воспаление является признаком процесса старения и возрастных заболеваний, включая рак, болезнь Альцгеймера и сердечно-сосудистые заболевания. Вирусы, в том числе COVID-19, являются одним из факторов, вызывающих воспаление.
«С COVID-19 воспаление идет наперекосяк, и, возможно, именно воспалительная реакция убивает пациента в большей степени, чем сам вирус», – говорит Горбунова. "Иммунная система человека работает так: как только мы заражаемся, наше тело подает сигнал тревоги, и у нас поднимается температура и начинается воспаление. Цель состоит в том, чтобы убить вирус и бороться с инфекцией, но это также может быть пагубной реакцией, поскольку наш организм слишком остро реагирует на угрозу."
Не так с летучими мышами. В отличие от людей, летучие мыши разработали особые механизмы, которые снижают репликацию вирусов, а также ослабляют иммунный ответ на вирус.
В результате получается благоприятный баланс: их иммунная система контролирует вирусы, но в то же время не вызывает сильного воспалительного ответа.
Почему летучие мыши приобрели толерантность к болезням?
По словам исследователей, есть несколько факторов, которые могут способствовать тому, что летучие мыши научились бороться с вирусами и жить долгой жизнью. Одним из факторов может быть полет.
Летучие мыши – единственные млекопитающие, способные летать, что требует их адаптации к быстрому повышению температуры тела, резким скачкам метаболизма и молекулярным повреждениям. Эти адаптации могут также помочь в устойчивости к болезням.
Еще одним фактором может быть их окружение.
Многие виды летучих мышей живут большими плотными колониями и держатся близко друг к другу на потолках пещер или на деревьях. Эти условия идеальны для передачи вирусов и других патогенов.
«Летучие мыши постоянно подвергаются воздействию вирусов», – говорит Селуанов. "Они всегда вылетают и приносят что-то новое в пещеру или гнездо, и они переносят вирус, потому что живут в непосредственной близости друг от друга."
Поскольку летучие мыши постоянно подвергаются воздействию вирусов, их иммунная система находится в постоянной гонке вооружений с патогенами: патоген войдет в организм, иммунная система выработает механизм борьбы с патогеном, патоген снова будет развиваться и т. Д.
«Обычно самым сильным двигателем новых черт в эволюции является гонка вооружений с патогенами», – говорит Горбунова. "Борьба со всеми этими вирусами может повлиять на иммунитет и долголетие летучих мышей."
Могут ли люди развить такую же устойчивость к болезням, как летучие мыши?
Это не призыв к людям сбрасывать маски и собираться вместе в ресторанах и кинотеатрах.
Эволюция длится тысячи лет, а не несколько месяцев. Только в недавней истории большинство населения начало жить в непосредственной близости в городах. Или эта технология позволила быстро передвигаться и путешествовать по континентам и по всему миру. Хотя люди могут развивать социальные привычки, аналогичные привычкам летучих мышей, мы еще не разработали сложные механизмы борьбы с вирусами по мере их появления и быстрого распространения.
«Последствия могут заключаться в том, что наш организм испытывает больше воспалений», – говорит Горбунова.
Исследователи также признают, что старение, по-видимому, играет неблагоприятную роль в реакции людей на COVID-19.
«COVID-19 имеет совершенно другой патогенез у пожилых людей», – говорит Горбунова. "Возраст – один из важнейших факторов между жизнью и смертью. Мы должны рассматривать старение как единый процесс, а не только лечить отдельные симптомы."
Исследователи ожидают, что изучение иммунной системы летучих мышей предоставит новые мишени для лечения человека, направленного на борьбу с болезнями и старением. Например, летучие мыши мутировали или полностью удалили несколько генов, участвующих в воспалении; ученые могут разработать лекарства для подавления этих генов у людей.
Горбунова и Селуанов надеются начать новую исследовательскую программу в Рочестере для достижения этой цели.
«У людей есть две возможные стратегии, если мы хотим предотвратить воспаление, жить дольше и избежать смертельных последствий таких болезней, как COVID-19», – говорит Горбунова. "Можно было бы не подвергаться воздействию вирусов, но это непрактично. Во-вторых, регулировать нашу иммунную систему больше, как у летучей мыши."